RU2147705C1 - Pipe line air inlet and outlet valve - Google Patents
Pipe line air inlet and outlet valve Download PDFInfo
- Publication number
- RU2147705C1 RU2147705C1 RU98105987A RU98105987A RU2147705C1 RU 2147705 C1 RU2147705 C1 RU 2147705C1 RU 98105987 A RU98105987 A RU 98105987A RU 98105987 A RU98105987 A RU 98105987A RU 2147705 C1 RU2147705 C1 RU 2147705C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- diaphragm
- pipeline
- seat
- valve
- water
- Prior art date
Links
Landscapes
- Fluid-Driven Valves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к трубопроводной арматуре, преимущественно для водоводов надземной прокладки. The invention relates to pipe fittings, mainly for overhead pipelines.
Известно устройство, описанное в книге "Здания и сооружения на Крайнем Севере" под редакцией Велли Ю.Я., Ленинград - Москва, 1963, рис. IV-VII, стр. 415. Устройство устанавливается на трубопроводе надземной прокладки для впуска и выпуска воздуха. Оно размещено в патрубке, который установлен сверху трубы. Вода, заполняя трубопровод, вытесняет воздух через отверстия, сделанные в корпусе устройства. При подходе воды поплавок, размещенный внутри корпуса, всплывает, поднимается и закрывает проходное отверстие затвора. В закрытом положении клапан прижат к седлу силой, определяемой законом Архимеда и давлением воды в трубопроводе. При освобождении трубопровода от воды поплавок опускается, открывая отверстия в корпусе для впуска воздуха. Устройство не замерзает, если тепловой режим водовода в норме. A device is known, described in the book "Buildings and Structures in the Far North" edited by Velli Yu.Ya., Leningrad - Moscow, 1963, Fig. IV-VII, p. 415. The device is installed on the overhead gasket pipe for air inlet and outlet. It is located in the pipe, which is installed on top of the pipe. Water filling the pipeline displaces air through openings made in the device body. When the water approaches, the float located inside the housing floats, rises and closes the bore of the shutter. In the closed position, the valve is pressed against the seat by the force determined by the law of Archimedes and the water pressure in the pipeline. When the pipeline is free of water, the float lowers, opening holes in the housing for air inlet. The device does not freeze if the thermal conduit is normal.
При охлаждении водовода, например из-за недостаточного подогрева воды или вследствие остановки движения воды, устройство в зимнее время может замерзать. Из-за большой теплоотдающей поверхности затвора и его удаленности от потока воды устройство замерзает раньше появления льда на стенках трубопровода. When cooling the conduit, for example due to insufficient heating of the water or due to the stoppage of the movement of water, the device may freeze in the winter. Due to the large heat transfer surface of the shutter and its remoteness from the water flow, the device freezes before ice appears on the walls of the pipeline.
Другим недостатком устройства является ухудшение эксплуатационных свойств поплавка. С течением времени материал поплавка стареет, его пористость снижается, в результате понижается плотность затвора. Работа поплавка чувствительна к перекосам и к коррозии металла. Another disadvantage of the device is the deterioration of the operational properties of the float. Over time, the material of the float ages, its porosity decreases, and as a result, the gate density decreases. The work of the float is sensitive to distortions and to metal corrosion.
Задачей изобретения является повышение надежности конструкции и водоснабжения, предохранение клапана от обмерзания, а также автоматическая и безотказная защита трубопровода от разрушения атмосферным давлением. The objective of the invention is to increase the reliability of the design and water supply, protection of the valve from freezing, as well as automatic and reliable protection of the pipeline from destruction by atmospheric pressure.
Поставленная задача решается тем, что в клапане для впуска и выпуска воздуха из трубопровода в корпусе выполнено седло с проходным отверстием и установлен запорный орган, причем корпус устройства размещен в трубопроводе и снабжен установленной в нем диафрагмой, площадь которой больше площади проходного сечения седла, а запорный орган снабжен штоком, соединенным с диафрагмой, причем посредством диафрагмы и седла корпус разделен на три части, верхняя и средняя из которых сообщены выполненными в корпусе отверстиями, соответственно, с атмосферой и полостью трубопровода, при этом в корпусе выполнен соосный проходному отверстию седла канал, посредством которого сообщена с атмосферой нижняя часть корпуса, сообщенная со средней частью через проходное отверстие седла, а на верхней части корпуса установлена крышка, в которую через ходовую гайку ввинчен шпиндель ручного открытия клапана. The problem is solved in that in the valve for intake and exhaust of air from the pipeline in the body there is a saddle with a through hole and a shut-off element is installed, and the device body is placed in the pipeline and equipped with a diaphragm installed in it, the area of which is larger than the area of the saddle through section, and the shut-off the body is equipped with a rod connected to the diaphragm, and by means of the diaphragm and the seat the housing is divided into three parts, the upper and middle of which are communicated with openings in the housing, respectively, with the atmosphere a ferrule and a pipe cavity, while in the housing there is a channel, coaxial to the passage of the seat, through which the lower part of the body is connected to the atmosphere, communicated with the middle part through the passage of the seat, and a cover is installed on the top of the body, into which the manual spindle is screwed through the running nut valve opening.
Предлагаемое устройство устраняет отмеченные недостатки. Оно не замерзает при остановке водовода. Исследования показали, что подобные устройства сохраняют работоспособность при оледенении трубопровода до половины площади его сечения. Возможность допустить оледенение трубопровода продляет безопасную остановку (обычно вынужденную в аварийных случаях) на несколько дней, что значительно поднимает надежность водоснабжения. В предлагаемом устройстве нет поплавка. Оно весьма просто по конструктивной схеме, его детали по долговечности равны трубопроводу. Значительное превосходство площади диафрагмы над площадью проходного сечения обеспечивает высокую плотность затвора. Выходной (он же входной) канал устройства выполнен вертикально вниз от затвора, что исключает конвективное движение воздуха в пространстве корпуса, предохраняет клапан от обмерзания. The proposed device eliminates the noted disadvantages. It does not freeze when the conduit stops. Studies have shown that such devices remain operational during glaciation of the pipeline to half its cross-sectional area. The ability to allow glaciation of the pipeline extends a safe shutdown (usually forced in emergency cases) for several days, which significantly increases the reliability of water supply. In the proposed device there is no float. It is very simple in terms of design, its details are equal in pipeline durability. Significant superiority of the aperture area over the area of the orifice provides a high shutter density. The output (it is the input) channel of the device is made vertically downward from the shutter, which eliminates the convective movement of air in the body space, protects the valve from freezing.
Предлагаемое устройство показано на чертеже, разрез. The proposed device is shown in the drawing, section.
В надземный трубопровод 1 установлен корпус устройства 2, который диафрагмой 3 и седлом 4 разделен на три различных по конструкции и технологическому назначению части. Клапан 5 соединен с эластичной диафрагмой. Верхняя часть корпуса закрыта крышкой 6 и сообщается с атмосферой отверстиями 7. Средняя часть сообщается с пространством трубопровода отверстиями 8, а проходным сечением затвора - с нижней частью корпуса и далее с атмосферой. Шпиндель 9 имеет резьбу, ходовую гайку 10. На штоке 11 закреплен клапан. Стакан 12, патрубок 13 прижимают диафрагму резьбовым кольцом 14 к крышке 15. Граница слоя льда в трубопроводе показана позицией 16. Теплоизоляция трубопровода условно не показана. In the above-ground pipeline 1, the housing of the device 2 is installed, which is divided by diaphragm 3 and saddle 4 into three parts that are different in design and technological purpose. The valve 5 is connected to an elastic diaphragm. The upper part of the casing is closed by a cover 6 and communicates with the atmosphere with openings 7. The middle part communicates with the space of the pipeline by openings 8, and the bore of the shutter - with the lower part of the casing and then with the atmosphere. The spindle 9 has a threaded spindle nut 10. A valve is fixed to the stem 11. The glass 12, the pipe 13 press the diaphragm with a threaded ring 14 to the cover 15. The boundary of the ice layer in the pipeline is shown at 16. The pipe insulation is not shown conventionally.
Устройство работает следующим образом. При опорожнении трубопровода, когда в пониженной точке водовода надземной или канальной прокладки открывается выпуск воды, или при аварийной утечке воды, например, вследствие повреждения стыка в трубопроводе возникает давление ниже атмосферного. В этом случае на диафрагму действует атмосферное давление сверху и давление воды снизу ниже атмосферного. В результате диафрагма опустится вниз и откроет взаимодействующий с ней клапан. Таким образом, откроется проход для воздуха из атмосферы в трубопровод. При этом в системе установится равновесие сил. Потери напора воздуха на преодоление местных сопротивлений в затворе и в отверстиях корпуса определятся разностью давлений со стороны атмосферы и воды в трубопроводе. Чем больше разность давлений, тем с большим напором и с большей скоростью входит воздух в трубопровод. Вместе с тем наблюдается обратная связь: приток воздуха в трубопровод уменьшает разность давлений на диафрагму и приводит к прикрытию затвора. The device operates as follows. When the pipeline is emptied, when a water outlet opens at a lower point in the overhead or duct gas duct, or in case of emergency water leakage, for example, due to damage to the joint in the pipeline, pressure below atmospheric arises. In this case, the diaphragm is affected by atmospheric pressure from above and water pressure below below atmospheric. As a result, the diaphragm goes down and opens the valve interacting with it. Thus, the passage for air from the atmosphere to the pipeline will open. In this case, a balance of forces is established in the system. The loss of air pressure to overcome local resistance in the valve and in the openings of the housing is determined by the difference in pressure from the atmosphere and water in the pipeline. The greater the pressure difference, the higher the pressure and the greater the speed that air enters the pipeline. At the same time, feedback is observed: the flow of air into the pipeline reduces the pressure difference across the diaphragm and leads to shutter closure.
Реакция затвора на появление вакуума в трубопроводе мгновенна. Во всех режимах устройство автоматически и безотказно защищает трубопровод от разрушения атмосферным давлением. В отличие от опорожнения водовода, которое может произойти аварийно в результате порыва стыка трубопровода или повреждения арматуры, пуск водовода выполняется организованно работниками эксплуатации. Перед заполнением водовода вращением маховичка шпиндель 9 опускается, открывая затвор. Воздух из водовода проходит отверстия 8, проходное сечение затвора, нижнюю часть корпуса и выходит в атмосферу. Для водоводов, оборудованных предлагаемым устройством, допустимое время остановки движения воды в водоводе определяется временем остывания воды до температуры замерзания T1 и временем образования ледяного кольца T2. Период остывания воды до 0oC в часах определяется по формуле
где R - полное термическое сопротивление трубопровода, мoC/Вт;
Vв - объем воды, отнесенный к 1 м трубы;
γв - плотность воды, кг/м3;
Cв - удельная теплоемкость воды, Вт•ч/кгoC;
tв - температура воды в момент остановки движения, oC;
t0 - температура таяния льда, oC;
tс - температура окружающей среды, oC.The valve response to the appearance of vacuum in the pipeline is instantaneous. In all modes, the device automatically and reliably protects the pipeline from destruction by atmospheric pressure. In contrast to the emptying of the water conduit, which can occur accidentally as a result of a rupture of the joint of the pipeline or damage to the fittings, the start-up of the water conduit is carried out in an organized manner by the operation workers. Before filling the conduit by rotating the handwheel, the spindle 9 is lowered, opening the shutter. The air from the water duct passes through the openings 8, the bore of the shutter, the lower part of the housing and enters the atmosphere. For water conduits equipped with the proposed device, the permissible stop time of the movement of water in the water conduit is determined by the cooling time of the water to the freezing temperature T 1 and the formation time of the ice ring T 2 . The cooling period of water to 0 o C in hours is determined by the formula
where R is the total thermal resistance of the pipeline, m o C / W;
V in - the volume of water referred to 1 m of the pipe;
γ in - the density of water, kg / m 3 ;
C in - specific heat of water, W • h / kg o C;
t in - water temperature at the moment of stopping the movement, o C;
t 0 - ice melting temperature, o C;
t with - ambient temperature, o C.
Время образования слоя льда в трубопроводе
где γл - плотность льда, кг/см3;
r3 - скрытая теплота ледообразования, Вт•ч/кг;
- отношение площади поперечного сечения ледяного кольца Fл к площади сечения трубопровода при отсутствии льда F.The time of formation of the ice layer in the pipeline
where γ l is the density of ice, kg / cm 3 ;
r 3 - latent heat of ice formation, W • h / kg;
- the ratio of the cross-sectional area of the ice ring F l to the cross-sectional area of the pipeline in the absence of ice F.
Наибольшая допустимая величина оледенения трубопровода при данном уровне техники арматуростроения зависит от возможности пуска оледеневшего трубопровода в работу после устранения аварийной ситуации и отсутствия льда в входных (выходных) каналах водопроводных устройств. The maximum permissible value of the pipeline glaciation at this level of valve technology depends on the possibility of putting the icy pipeline into operation after eliminating the emergency and the absence of ice in the input (output) channels of water supply devices.
Исследования показали, что допустимую величину оледенения трубопровода можно принять m=0,5. При таком оледенении остается некоторый резерв на случай отклонения фактических тепловых потерь от расчетных. Половины сечения трубы также достаточно для возобновления движения жидкости в трубопроводе. Studies have shown that the permissible value of the pipeline glaciation can be taken m = 0.5. With such glaciation, a certain reserve remains in case of deviation of the actual heat loss from the calculated one. Half the cross section of the pipe is also sufficient to resume the movement of fluid in the pipeline.
За счет тепла, выделяемого водой при ее превращении в лед, допустимое время остановки водовода поверхностной прокладки в зависимости от начальной температуры жидкости, диаметра трубы и степени оледенения увеличивается в 10-20 раз. Due to the heat generated by the water when it turns into ice, the allowable stop time of the surface laying water conduit increases by 10-20 times depending on the initial temperature of the liquid, the diameter of the pipe and the degree of glaciation.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98105987A RU2147705C1 (en) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | Pipe line air inlet and outlet valve |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98105987A RU2147705C1 (en) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | Pipe line air inlet and outlet valve |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU98105987A RU98105987A (en) | 2000-01-27 |
RU2147705C1 true RU2147705C1 (en) | 2000-04-20 |
Family
ID=20204162
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98105987A RU2147705C1 (en) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | Pipe line air inlet and outlet valve |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2147705C1 (en) |
-
1998
- 1998-04-03 RU RU98105987A patent/RU2147705C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Ю.Я. Велли и др. Здания и сооружения на Крайнем Севере.-Л.:-М.: 1963, рис. IV-VII, с.415. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6543474B2 (en) | Pressure equalizing check valve | |
US3406715A (en) | Drain valve | |
CN112253758B (en) | Wear-resisting breather valve in plateau | |
RU2147705C1 (en) | Pipe line air inlet and outlet valve | |
US2989081A (en) | Ball cock valves | |
DK164713B (en) | Shut-off valve | |
US4176679A (en) | Check valve | |
JP2007205000A (en) | Automatic drain valve | |
US4766923A (en) | Freeze safe valve | |
CN208719453U (en) | A kind of automatic open close valve | |
JP2003268755A (en) | Automatic water supply device | |
RU2123144C1 (en) | Water tap | |
CN209115729U (en) | A kind of automatic open close valve | |
JPH07167341A (en) | Anti-icing device for valve | |
CN2191951Y (en) | Frost valve for steam pipeline | |
DK202200052Y3 (en) | Drainage system for outdoor water systems | |
EP3837460B1 (en) | Air valve with external liquid level sensor | |
KR101182211B1 (en) | Valve of fluid pipe line | |
KR100414161B1 (en) | automatic valve controled by different pressure | |
RU2029191C1 (en) | Automatic apparatus for emergency closing of gas duct at damage | |
RU2110004C1 (en) | Shut-off device | |
JPS639648Y2 (en) | ||
JPH10311446A (en) | Drain type check valve | |
JPS6231481Y2 (en) | ||
CN117145989A (en) | Anti-freezing combined type high-speed air inlet and outlet valve and fluid conveying system |